論文の概要: Proposal of ensemble qubits with two-atom decay
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.06781v1
- Date: Tue, 14 Feb 2023 01:51:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-15 16:38:22.123450
- Title: Proposal of ensemble qubits with two-atom decay
- Title（参考訳）: 2原子崩壊を伴うアンサンブル量子ビットの提案
- Authors: Wei Qin, Adam Miranowicz, and Franco Nori
- Abstract要約: 本研究では,アンサンブル量子ビットの実装のための新しい手法を提案し,解析する。
要求される不調和性は、2つの原子の同時崩壊によって与えられる。
原子アンサンブルでは、2-原子崩壊は2次元量子多様体を生成、安定化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8766411351797885
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We propose and analyze a novel approach to implement ensemble qubits. The
required anharmonicity is provided by a simultaneous decay of two atoms (i.e.,
two-atom decay), which is achieved by fully quantum degenerate parametric
amplification. For an atomic ensemble, the two-atom decay generates and
stabilizes a 2D quantum manifold, which is spanned by the ground and
single-excited superradiant states. Moreover, this nonlinear decay process can
strongly suppress transitions to higher-excited superradiant states, and
convert residual transitions into an effective decay from the single-excitation
superradiant state to the ground state. Our method does not require Rydberg
dipole blockade and, thus, strong atom-atom interactions, compared to previous
work. This indicates that it can be applied to typical atomic or spin ensembles
in simple experimental setups. Remarkably, our idea is compatible with the
cavity protection mechanism, and therefore spin dephasing due to inhomogeneous
broadening can be strongly suppressed. The presented ensemble qubit provides a
new platform for quantum information processing, and also extends the range of
applications of atomic or spin ensembles.
- Abstract（参考訳）: 我々は,アンサンブル量子ビットを実装するための新しい手法を提案し,解析する。
必要な無調和性は、2つの原子(すなわち2原子崩壊)の同時崩壊によって与えられるが、これは完全に量子縮退したパラメトリック増幅によって達成される。
原子アンサンブルでは、二原子崩壊は2次元量子多様体を生成・安定化し、基底状態と単励起超ラジアント状態にまたがる。
さらに、この非線形崩壊過程は、高励起超ラジアント状態への遷移を強く抑制することができ、残差遷移を単一励起超ラジアント状態から基底状態へ有効崩壊に変換することができる。
本手法は, ライドバーグ双極子ブロックを必要とせず, 従来の研究に比べて強い原子-原子間相互作用を示す。
これは、単純な実験的な設定で典型的な原子またはスピンアンサンブルに適用できることを示している。
また,空洞保護機構と互換性があり,不均一な拡張によるスピン脱落を強く抑制することができる。
提示されたアンサンブル量子ビットは、量子情報処理のための新しいプラットフォームを提供し、原子またはスピンアンサンブルの応用範囲を広げる。
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